SymPy 矩阵列表的总和答案

【问题标题】：Sum of a list of SymPy matricesSymPy 矩阵列表的总和
【发布时间】：2018-03-15 05:27:33
【问题描述】：

我的 python 列表包含 sympy 矩阵对象，我需要将它们全部相加。如果所有列表元素都只是符号，那么在 python 中使用内置的 sum 函数就可以了。

import sympy as sp
x = sp.symbols('x')
ls = [x, x+1, x**2]
print(sum(ls))

>>> x**2 + 2*x + 1

但是对于矩阵类型的元素，sum函数看起来不起作用。

import sympy as sp
ls = [sp.eye(2), sp.eye(2)*5, sp.eye(2)*3]
print(sum(ls))

>>> TypeError: cannot add <class 'sympy.matrices.dense.MutableDenseMatrix'> and <class 'int'>

我该如何解决这个问题？

【问题讨论】：

标签： python sympy

【解决方案1】：

这就是为什么 Python 的 sum function 有一个可选的“开始”参数：所以你可以用你正在添加的那种“零对象”来初始化它。在这种情况下，使用零矩阵。

>>> print(sum(ls, sp.zeros(2)))
Matrix([[9, 0], [0, 9]])

【讨论】：

【解决方案2】：

我真的不知道内置函数sum 是如何工作的，也许它有点像这样。

def _sum(data):
    total = 0
    for i in data:
        total += i
    return total

现在考虑以下代码行。

>>> import sympy
>>> x = sympy.symbols('x')
>>> x
x
>>> print(0+x)
x
>>> x = sympy.symbols('x')
>>> matrix=sympy.eye(3)
>>> matrix
Matrix([
[1, 0, 0],
[0, 1, 0],
[0, 0, 1]])
>>> print(0+x)
x
>>> print(0+matrix)
Traceback (most recent call last):
  File "<pyshell#50>", line 1, in <module>
    print(0+matrix)
  File "C:\Python36\lib\site-packages\sympy\core\decorators.py", line 132, in binary_op_wrapper
    return func(self, other)
  File "C:\Python36\lib\site-packages\sympy\matrices\common.py", line 2061, in __radd__
    return self + other
  File "C:\Python36\lib\site-packages\sympy\core\decorators.py", line 132, in binary_op_wrapper
    return func(self, other)
  File "C:\Python36\lib\site-packages\sympy\matrices\common.py", line 1964, in __add__
    raise TypeError('cannot add %s and %s' % (type(self), type(other)))
TypeError: cannot add <class 'sympy.matrices.dense.MutableDenseMatrix'> and <class 'int'>
>>>

我们可以得出的结论是，您将任何 sympy.core.symbol.Symbol（顺便说一下，还有 Sum 和 Pow 之类的更多）添加到整数而不是 sympy.matrices.dense.MutableDenseMatrix

【讨论】：

sum 函数的start 参数的作用看起来像是决定了返回类型和起始值以及要添加的类型。最初它被设置为一个整数零，所以正常的求和是有效的，但是由于我添加的是 Sympy.Matrix 类型，所以起始值也应该是那个类型。